Kosmisk stråling i tåkekammer

Taket i kammeret er dekket med skumgummi. I bunnen er det montert en mørk metallplate. Skumgummien dynkes med isopropanol slik at akvariet  får en mettet atmosfære av alkoholdamp.

Akvariet plasserer  oppå en kasse av isopor som er fylt med tørris ( karbondioksid under 70 kuldegrader! ). Dampen blir nå mettet og underkjølt i nærheten av metallplata, slik at den lett lar seg kondensere.

Ioniserende stråling som treffer denne dampen vil ionisere atomene. Disse ionene vil danne kondenseringskjerner. I praksis kan man se at det plutselig dukker opp kondensstriper slik vi ser at fly lager. For å se dette bedre mørklegger vi rommet og lyser inn i dampen med ei lommelykt.

Fantastisk, utbryter Steinar Bakken og Steinar Bekkevoll. De er begge faglærere i fysikk. Fysikksalen et fylt av elever fra alle trinn. Stemningen er stor.

I fysikk 1 lærer elevene om partikler, stråling, kosmologi og radioaktivitet, forteller Bakken. I fysikk 2 går man videre og ser på kvantefysikk, relativitet og feltpartikler. De partiklene vi snakker om her bygger både den materien vi kjenner og antimaterien,  og sørger for vekselvirkninger i felt som elektromagnetiske felt og feltet til de sterke kjernekreftene. Det meste av framgangen i denne delen av vitenskapen har skjedd de siste 100 årene. Vi snakker om moderne fysikk som er et omfattende fagområde. De fleste har hørt om Bohr, Einstein og partikkelakseleratoren i CERN.

Det er ofte små partikler, korte levetider og høye hastigheter og energier forbundet med partikkelfysikk. Vi og alt rundt oss er bygd opp av partikler. I miljøet rundt oss er det et kaos av stråling og partikler. Noe kommer fra berggrunnen og atmosfæren, men det er en partikkelstorm som møter vår atmosfære fra verdensrommet. Mye av dette kommer som elektroner og protoner fra sola. Dere har vel lært om nordlyset? Disse rompartiklene vekselvirker med atomære og subatomære partikler i atmosfæren. De nydannede partiklene har ofte kort levetid eller vekselvirker videre ned i atmosfærelagene. Dette fører til at partikkelregnet/strålingen er minst nede ved havoverflaten.

For å kartlegge dette partikkelriket har vi mange typer detektorer som tåkekammer, boblekammer og CMS/ATLAS i CERN. Tåkekammeret er noe av det første mennesket tok i bruk, og den første kosmiske strålingen ble registrert på høye fjell i 1913.

Tekst: Steinar Bakken